Aktuelle Anwendungen in der Fotogrammetrie

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1 Aktuelle Anwendungen in der Fotogrammetrie SOGI Feierabend Forum, Basel / Fabian Huber Folie 1

2 Agenda KOPA und KOPA Geoservices GmbH Fotogrammetrie heute Plattformen für fotogrammetrische Aufnahmen Auswertungsmethodik Beispiele aus der Praxis - Luftbild - Nahbereich Diskussion Folie 2

3 KOPA Geoservices GmbH KOPA Geoservices GmbH ist eine von mehreren Tochtergesellschaften der KOPA Holding AG, gegründet 2005 KOPA beschäftigt total ca. 85 Mitarbeitende (davon 12 Lernende) in den Bereichen Geomatik, Raumentwicklung, Bauingenieurwesen und Informatik KOPA Geoservices GmbH beschäftigt sich neben der Ingenieurvermessung hauptsächlich mit Fotogrammetrie Folie 3

4 Überblick Fotogrammetrie Fotogrammetrie: Vermessung aus fotografischen Aufnahmen Terrestrische Aufnahmen oder Luftbilder als Ausgangsdaten Georeferenzierung über Passpunkte und/oder über GPS / Inertialnavigation Folie 4

5 Digitale Fotogrammetrie Renaissance durch Entwicklungen in der digitalen Bildverarbeitung Hochmathematische Algorithmen und automatisierte Methoden, um 3D-Geometrie aus überlappenden Bilddaten abzuleiten Folie 5

6 Erfassungsplattformen Grossflächige Luftbildaufnahmen mittels bemannten Flugzeugen weiterhin am effizientesten (Bildauflösung > 5cm) Kleinräumige hochaufgelöste Luftbildaufnahmen (wenige km 2, <5cm) Fixed-Wing-UAV oder Multikopter sind kostengünstiger und wesentlich flexibler einsetzbar als bemannte Flugzeuge Nahbereich(<2cm): Objektbezogene Aufnahmen mittels terrestrischer Erfassung, Hochstativ, Hebebühnen oder Multikopter Folie 6

7 Auswertungsmethodik Verschiedene Softwareprodukte verfügbar, die eine hochautomatisierte fotogrammetrische Auswertung ermöglichen Vollautomatische relative Orientierung Absolute Orientierung über Passpunkte oder direkte Georeferenzierung (bekannte Aufnahmeposition) Folie 7

8 Auswertungsmethodik Dense Matching: Mittels automatisierter Stereo-Auswertung wird versucht, für jedes Pixel eines Bildes das entsprechende Pixel in anderen Bildern zu finden 3D-Punktewolke Folie 8

9 Auswertungsmethodik Endprodukte: Punktwolken Mesh / TIN Orthofotos Mit gängigen Softwareprodukten können ohne Vorkenntnisse gut aussehende Resultate generiert werden, für genaue Ergebnisse sind aber fundierte Fotogrammetrie-Kenntnisse erforderlich Folie 9

10 Erreichbare Genauigkeiten Abhängig von Pixelgrösse, Überlappung, Kontrast und Bildqualität Faustregel: - 1-2x Pixelgrösse - z.b. Aufnahmen mit 5mm Pixelgrösse am Objekt erreichbare Genauigkeit 5mm-1cm - Gilt für eindeutig identifizierbare Punkte / Oberflächen Vegetation und kontrastarme Oberflächen wirken sich negativ auf die geometrische Genauigkeit aus Folie 10

11 Anwendungen und Produkte Drohnenvermessung Hochaufgelöste Orthofotos Terrainmodelle als Projektierungsgrundlage Volumenberechnungen (Baugruben, Rohstoffabbau, Deponien) Grundlagen für 3D-Gebäude- und Stadtmodelle Vorteile: Sehr effiziente Erfassung eines Ist-Zustandes, Perimeterausdehnung von wenigen ha bis mehrere km 2 Vergleich zu tachymetrischer Erfassung und Laserscanning im Materialabbau (Diplomarbeit FHNW 2012): Bessere Vollständigkeit bei deutlich weniger Aufwand und vergleichbarer Genauigkeit Folie 11

12 Anwendungen und Produkte Drohnenvermessung Beispiele Folie 12

13 Anwendungen und Produkte Terrainmodelle für Strassenprojektierungen Ergänzung zu Mobile Mapping Folie 13

14 Anwendungen und Produkte Luftbild-Orthofotos GIS-Hintergrundinformation Projektgrundlage Nachführung AV Vorteil: Interpretationshilfe, Vollständigkeitskontrolle, Grundlage für Digitalisierung Folie 14

15 Anwendungen und Produkte Orthofotos Beispiel Auflösungsvermögen Auflösung 2cm, Massstab 1:100 Folie 15

16 Anwendungen und Produkte Orthofotos Kartierung Hochwasserschäden Bsp. Unwetter Sulz, Mai 2013 Folie 16

17 Anwendungen und Produkte Fassadenvermessung (Multikopter / Hebebühne / Hochstativ / terrestrisch) Vorteile: Sehr detailreiche 3D-Abbildung kompletter Gebäudehüllen Hochaufgelöste Orthofotos als Grundlage für Fassadenpläne Genaue Erfassung schwer zugänglicher Bereiche (hohe Fassaden, Dächer) möglich Folie 17

18 Anwendungen und Produkte Beispiel Fassadenvermessung Orthofoto 2mm / Pixel Folie 18

19 Anwendungen und Produkte Beispiel Fassadenvermessung Orthofoto 2mm / Pixel: Folie 19

20 Anwendungen und Produkte Beispiel Archäologie Röm. Töpferöfen 178 Bilder Arbeitsaufwand von der Aufnahme bis zum massstäblichen 3D-Modell: 2 Stunden Folie 20

21 Fazit Fotogrammetrische Aufnahmen in Kombination mit unseren klar definierten Arbeitsprozessen ermöglichen es, hochaufgelöste, aktuelle und genaue Grundlagedaten für verschiedenste Anwendungen zeitnah und kostengünstig bereitzustellen Folie 21

22 Diskussion KOPA Geoservices GmbH Im Bifang 2 Hardstrasse Laufenburg 4133 Pratteln Kontaktpersonen Markus Amrein Fabian Huber WEB: MAIL: Folie 22

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